Автоматическая турель (часть 2)
Для создания турели потребовалось:
Поворотный механизм:
- два шаговых двигателя NEMA17 с редуктором 5:1
- ардуино nano
- два драйвера электродвигателя tb6560
- Bluetooth модуль HC-05.
- ремень зубчатый
- блок питания на 12 вольт
- подшипники
Вначале я хотел сделать ее на сервоприводах, но это была большая ошибка.
Пришлось перепечатывать уже под шаговые двигатели, и установив их, получилось прицеливаться очень точно, даже на большое расстояние.
Устройство для метания шариков:
- два бесщеточного двигателя 2205 3000 КВ
- два регулятора скорости 20A
- ардуино nano
- сервопривод mg995
- аккумулятор LIPO 3
- камера USB у которой объектив с переменным фокусным расстоянием.
Шарики засыпаются в трубку сверху и толкаются по одному к моторам.
(очень забавно совпало видео на телевизоре в момент выстрела)
Мишень:
- Bluetooth модуль HC-05.
- ардуино nano
- сервопривод sg90
- датчики холла a3144
- блок питания от телефона
Мишень тоже подключена к ноутбуку и каждое попадание фиксируется.
Также на турель установлен дисплей на котором отображается текущая мощность выстрела(зависит от оборотов двигателя)и данные о напряжение аккумулятора.
Основные настройки серверной части:
-время сеанса стрельбы
-количество выстрелов
-установка углов поворота турели
- и д.р..
Программную часть делал сам, а также брал код с сайтов для программирования и дорабатывал под свои нужды, но так как в программировании я не силен, получилась такая херабора, что порой я сам не могу разобраться, что я делал год назад))
Я даже покупал готовые ассеты в магазине надеясь, что они мне помогут, но как оказалось, можно сделать все самому не покупая ничего, поэтому если кто захочет повторить такую турель советую делать все самому.
3D модели рисовал в Fusion360 полностью сам.
Было напечатано несколько разных вариантов, хотя тут бы я тоже изменил некоторые детали.
По затратам получилось тысяч 10 рублей и много времени.
И самое главное я доделал управление телефоном
Если у вас телефон на Android и Вы желаете попробовать пострелять, то можно скачать в GooglePlay введя в поиске megagun.
Хочу только сразу предупредить, что турель у меня не всегда включена, так же может тормозить видео если у вас медленный интернет и большой пинг.
Для того, что бы пострелять необходимо ввести ключ, в момент выхода этого поста он будет pikabu
потом я его удалю, как мне надоест заряжать шарики в турель, поэтому думаю постреляет тот кто первый это прочитает)))
небольшое видео как это работает:
Всем спасибо и хорошего настроения:))
Время чистосердечных признаний
А вы получали штраф за нарушение ПДД? Проштрафиться можно по разным причинам: поторопились и превысили скорость, отвлеклись, остановились не там, где нужно. Ну, вы и без нас знаете!
Расскажите, за что вам приходил последний штраф, а мы подарим за это денежный приз. Да, это свежий пикабушный конкурс!
А пока почитайте объяснительные пикабушников, которые схлопотали штраф, но уже встали на путь исправления.
@NeKukuruzina49.5 — Снова в садик
«После отпуска и всей короновирусной спячки, впервые за ПЯТЬ! месяцев везла ребёнка в садик. От того, что в связи с пандемией, работодатель сделал всем сотрудникам вход в разное время (чтобы не было толкучки на проходной) мне было сложно сориентироваться. Ехать раньше или позже. Если чуть позже выезжаешь, буквально пять минут — уже пробка. Этого я не учла и в итоге летела и превысила скорость».
@splurgeola — Притопи, там светофор
«Каждый день езжу там. Трехполосная дорога — выезд на Тюмень из Екатеринбурга. Знаю что там часто стоит камера. Но что-то в моей голове говорит: притопи, там светофор, ты успеешь. Ведь ограничение 60. Немного превысишь — не страшно. При этом знаю что ограничение там 40 висит, но вспоминаю об этом уже когда в последний момент замечаю камеру. Вот так и в этот раз. Думаю больше не попадусь».
@psyteck398 — Коварный знак
«Ситуация очень интересная. Заехали на парковку торгового центра, и не ожидали что парковка ТЦ могла быть платной парковкой от Москвы. Так как обычно парковка от NW или платная и стоит шлагбаум или бесплатная. А знак, о том что парковка платная увидели только тогда когда получили штраф 5000 рубликов и начали смотреть по Гугл картам. И да, там реально был знак».
Автоматическая турель
Как то давным-давно захотел я себе поворотную камеру, которая висит на балконе, для того что бы была возможность направлять ее в сторону машины если она стоит не в поле ее зрения. Так как обычная IP камера уже была, я решил, почему бы не сделать ее самому. И вот когда я начал только ее делать, то подумал, а почему бы не приделать к ней, что-нибудь стреляющее.
Так возникла идея сделать управляемую турель.
Основная программа управления написана на Unity3d, ведь в ней можно создать приложение, как для ПК так и для телефона. А так как я в программировании совсем не разбился, прям вообще, то для меня это был наилучший вариант.
Сама турель напечатана на 3д принтере PLA пластиком.
Сначала я установил на нее пейнбольный маркер, но в квартире стрелять им как, то не очень, поэтому сделал шарикомет из двух моторов которые устанавливаются на квадрокоптеры.
Управлять турелью можно джойстиком от PS4, или телефоном, даже через интернет.
Самое сложное для управления через интернет было организовать видеосвязь с очень низкой задержкой. Ведь с задержкой более 1 секунды управлять уже не комфортно.
Поэтому пришлось жертвовать качеством видео.
Совсем недавно у меня получилось сделать автоматическое прицеливание при помощи OpenCV
На видео турель стреляет по шарику в автоматическом режиме
Так же она может прицеливаться при обнаружении лица, прикольно когда ко мне приходят друзья, и она начинает в них стрелять, а они прятаться за двери.
стрельба по мишеням
Турельная установка. Дополнение
Спасибо за отзывы! Честно сказать не ожидал такого внимания, даже растерялся. На самом деле ничего гениального и нового здесь нет, от военных турелей моя отличается только прицелом. Для реализации проекта было просто решено много мелких разнообразных задач. Только всё вместе представляет какую то ценность. Поэтому мне сложно отвечать на некоторые узкоспециальные вопросы.
Требования к прицелу минимальные, он должен увидеть самые простые цели.
Поэтому ПО прицела достаточно примитивно: бинаризация, сегментация, вычисление параметров цели. В дальнейшем возможности модернизации безграничны.
Дальномер при использовании двух камер, работающих в стерео-режиме, не нужен. После стереотриангуляции мы получаем готовые координаты цели в пространстве.
Про стереозрение можно почитать тут.
Идея перекрестия позаимствована из матлаба, робокоп просто совпадение.
Повороты систем координат описываются углами Эйлера.
Дальность до цели и траектория полета шарика учитываются расчётом внешней баллистики.
Используемый софт:
Borland C++ Builder 6.0
IAR Embedded Workbench IDEMatlab (калибровка камер)
Из готовых библиотек разве что math.h
Если кому интересно, вот исходные видео:
Первое видео со звуком.
Второе видео.
Немного о себе: живу в провинции, холост, безработный.
Турель не продаётся, а делать на заказ у меня сейчас нет ни сил, ни, самое главное, оборудования.
Для связи const30006@yandex.ru, фио фейковые.
Всем советующим снять ковёр - придите и снимите.
Автоматическая турель
Привет всем! По специальности я инженер-математик, но так сложилось, что последние годы работаю не по специальности. Поэтому, чтобы не забыть навыки, да и для интереса делаю различные проекты для себя. Так 3 года назад мне пришла идея сделать автоматическую турель с максимальной точностью стрельбы, способную самостоятельно поражать летящие цели. Сейчас основная часть работы сделана, и вы сможете увидеть результат. Красивые статьи писать я не умею, поэтому будет очень краткое сухое техническое описание, кому не интересно могут сразу посмотреть видео в конце.
Первым делом был куплен страйкбольный автомат CYMA AK-74M CM040 и 3000 боеприпасов к нему. С автомата сняты приклад, крышка ствольной коробки, возвратный механизм, затвор, пистолетная рукоятка и шомпол. Для возможности управления стрельбой с компьютера реализован электронный спуск.
Далее конструкция. Ответственные детали сделаны из дюрали и стали, остальные изготовлены из фанеры, ДСП и картона. Зачастую достать нужный материал было невозможно, из-за чего некоторые детали дорабатывались под имеющийся. На большие дюралевые детали материала и вовсе не нашлось, поэтому пришлось выплавлять заготовки. Плавил в первый раз, поэтому из-за неопытности отливки получились пористые и с раковинами, но на функциональность готовых деталей это не повлияло. В основании установки расположен радиально-упорный подшипник диаметром 130 мм.
Изначально планировалось сделать зубчатые передачи, однако в последний момент возникли опасения насчёт точности нарезания зубьев. Поэтому было решено использовать ременную передачу с ремнём GT2. Заготовку горизонтального колеса удалось приспособить, а вот заготовку вертикального колеса пришлось выбросить, как и уже готовые шестерни.
Углы наведения по вертикали от -15 до +60 град, наведение по горизонтали за счёт применения контактных колец неограниченно.
В движение установку приводят два шаговых двигателя NEMA17 JK42HS40-1704, управляемых драйверами DRV8825. Разгон и торможение двигателей происходит с переключением микрошага. Питает двигатели силовой трансформатор с выходным напряжением 35 V и током 4 A. Для охлаждения установлены два вентилятора 80 мм и 120 мм. Получившиеся характеристики приводов: скорость наведения до 55 град/с, ускорение до 85 град/с/с.
Для работы с драйверами ШД и датчиками использован микроконтроллер STM32F407VGT6 на отладочной плате STM32F4-Discovery. Связь с компьютером осуществляется через виртуальный COM-порт.
В качестве прицела используются две web-камеры Logitech c270, работающие в стерео-режиме с частотой 30 кадров в секунду. Казалось бы две одинаковые камеры, но качество изображения заметно отличается. Камеры калибруются в Matlab при помощи Camera Calibration Toolbox.
Микроконтроллер и камеры подключены к хабу USB 3.0. Кабель USB 3.0 разрезан, спаян через контактные кольца и выведен из нижней части корпуса основания турели. Провода от колец с каждой стороны изначально по 25 см, поэтому их необходимо максимально укоротить. Я этого сразу не сделал и хаб не определялся в компьютере, хотя все контакты прозванивались. Также в турель идёт кабель 220V, но его я побоялся подключать через контактные кольца, поэтому сделал щётки.
Для уравновешивания люльки в передней части размещены противовесы общей массой 2.5 кг.
Итоговые массогабаритные характеристики: масса 20.4 кг, длина 945 мм, ширина 481 мм, высота 423 мм.
Стоимость компонентов вышла примерно в 18000 рублей.
Что получилось:
Невозможно идеально сделать детали и собрать их, отсюда проблема - взаимное положение осей неизвестно, не равно теоретическим 0 или 90 град. Чтобы согласовать оси вращения башни и люльки, визирную ось прицела и ось ствола необходимо построить соответствующие системы координат.
Для построения систем координат башни и люльки применена инерциальная навигационная система на базе модуля GY-521. Основа модуля - микросхема MPU6050, содержащая трех осевой MEMS акселерометр, трех осевой MEMS гироскоп и температурный датчик. Предварительно акселерометр и гироскоп калибруются.
Система координат прицела строится путём наблюдения за меткой на щите в различных угловых положениях башни и люльки.
Для построения системы координат ствола необходимо визуализировать ось ствола. Для этого в ствол помещается стержень с лазером на конце, а точка на щите фиксируется прицелом.
Зная системы координат и решив задачу внешней баллистики, можно рассчитать углы наведения на цель.
Общая ошибка не превышает 4 мрад, что на дистанции 30 м даст отклонение 12 см.
В системе управления огнём реализованы два режима: статический (ручное целеуказание) и динамический (автоматический поиск и поражение целей). В первом необходимо на экране указать одну или несколько целей и нажать кнопку открытия огня. Во втором установка сама обнаруживает движущиеся контрастные цели. После необходимого количества наблюдений прогнозируется дальнейшая траектория цели. Далее, учитывая время поворота и время полета шарика, рассчитывается упреждающая точка. С момента обнаружения цель может быть поражена через 1.5 секунды.
Также турелью можно управлять мышкой как в компьютерной игре-стрелялке. Положение перекрестия при этом регулируется колёсиком мыши в зависимости от визуально оцененной дальности до цели.
К сожалению, у меня нет возможности провести испытания на открытом пространстве. Поэтому пришлось стрелять в домашних условиях. На видео работа турели в статическом режиме по целям шириной 5 см.
Отклонение составило 2-3 мрад, поэтому можно считать максимальную точность стрельбы достигнутой. А самостоятельно поражать летящие цели турель пока может только теоретически в математической модели.
В дальнейшем открываются большие возможности по доработке. Например, идентификация целей с помощью нейронных сетей, дистанционное управление.
Спасибо за внимание! В комментариях отвечу на вопросы.
